结构型模式-装饰模式

装饰模式是什么

装饰模式是一种结构型设计模式，它允许你向一个对象添加新的功能，而无需修改原始类的代码。通过将对象包装在一个装饰器类中，你可以在运行时动态地添加、修改或删除对象的行为。

装饰模式基于组合而非继承的原则，它的核心思想是通过创建一个装饰器类来包装原始对象，并使得装饰器类具有与原始对象相同的接口。这样一来，你可以根据需要将一个或多个装饰器类串联起来，逐层地装饰对象，从而实现一种灵活的行为扩展机制。

装饰模式优缺点

装饰模式是一种结构型设计模式，其主要目的是在不改变原有对象的结构的情况下，动态地给对象添加职责。装饰模式通过将对象包装在装饰器对象中，以此来增强原有对象的功能。

优点：

符合开闭原则。装饰模式可以在不修改原有对象的情况下，动态地扩展对象的功能，满足“开放-封闭”原则。
更灵活。装饰模式可以动态地添加或移除功能，不同的装饰器可以组合使用，以实现不同的功能组合，提供更大的灵活性。
避免类的混乱。装饰模式可以将功能分散在不同的装饰器中，避免了将所有功能集中在一个类中，提高了代码的可读性和可维护性。

缺点：

可能导致类的数量增多。每个装饰器都需要一个对应的具体装饰器类，如果需要添加大量的功能，可能会导致类的数量急剧增加，增加了代码的复杂性。
可能引入过多的细粒度对象。装饰模式的实现常常需要引入大量的细粒度对象，这可能会增加系统的复杂性和内存的消耗。
装饰器的顺序问题。如果装饰器的顺序出错，可能会导致系统功能的错误，因此需要开发人员对装饰器的使用进行仔细的设计和控制。

装饰模式应用场景

扩展一个类的功能或者给一个类添加附加职责。
动态地给一个对象添加功能，这些功能可以在运行时动态地进行添加、撤销。
需要为一组类提供一些额外的公共行为，而不影响这些类的结构。
需要在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给对象添加功能。
需要给对象添加一些额外的行为，但是使用继承来实现会导致类的个数急剧增加。
需要在不改变已有代码的情况下，对现有对象的功能进行动态扩展。

代码示例

首先，我们定义一个接口 Shape，表示形状：

public interface Shape {void draw();
}

然后，我们实现该接口的具体类 Circle：

public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing a circle");}
}

接下来，我们定义一个抽象装饰类 ShapeDecorator，它实现了 Shape 接口，并包含一个对 Shape 对象的引用：

public abstract class ShapeDecorator implements Shape {protected Shape decoratedShape;public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {this.decoratedShape = decoratedShape;}public void draw() {decoratedShape.draw();}
}

然后，我们实现具体的装饰类 RedShapeDecorator，它继承自 ShapeDecorator，并可以在原始形状的基础上添加额外的功能：

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {super(decoratedShape);}@Overridepublic void draw() {decoratedShape.draw();setRedBorder();}private void setRedBorder() {System.out.println("Border color: Red");}
}

最后，我们可以使用装饰模式来扩展现有的 Circle 类：

public class Main {public static void main(String[] args) {Shape circle = new Circle();Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());System.out.println("Circle with normal border:");circle.draw();System.out.println("\nCircle with red border:");redCircle.draw();System.out.println("\nRectangle with red border:");redRectangle.draw();}
}

运行结果如下：

Circle with normal border:
Drawing a circleCircle with red border:
Drawing a circle
Border color: RedRectangle with red border:
Drawing a rectangle
Border color: Red

在上面的示例中，我们创建了一个 Circle 对象，并使用 RedShapeDecorator 对象对它进行装饰。这样，我们就在原始的 Circle 类的基础上，添加了一个红色边框的功能。同样的方法也适用于其他形状，比如 Rectangle。